(57)【要約】【課題】ダイヤモンド紫外線発光素子を用いた光化学反応装置を提供する。【解決手段】ダイヤモンドｐ型半導体層およびダイヤモンドｎ型半導体層を設けたｐｎ接合構造を有する３００ｎｍ以下の波長域において電流注入による発光における自由励起子再結合発光ピーク強度が他の発光ピーク強度より２倍以上大きいダイオード構造ダイヤモンド紫外線発光素子１０と、給水管９９２と排水管９９５と排気管９９６とを備えた反応層９９１とを備えた光化学反応装置９９において、上記ｎ型ダイヤモンド結晶が、リンまたはイオウを添加したダイヤモンド結晶であり、上記ｐ型半導体ダイヤモンド結晶が、ホウ素を添加したダイヤモンド結晶であるとともに結晶中のホウ素濃度が１００ｐｐｍ以下であり、反応層内９９に上記ダイヤモンド構造ダイヤモンド紫外線発光素子１０を配置した。【選択図】        図１５
2006352164.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイヤモンドｐ型半導体層およびダイヤモンドｎ型半導体層を設けたｐｎ接合構造を有する３００ｎｍ以下の波長域において電流注入による発光における自由励起子再結合発光ピーク強度が他の発光ピーク強度より２倍以上大きいダイオード構造ダイヤモンド紫外線発光素子と、給水管と排水管と排気管とを備えた反応層とを備えた光化学反応装置において、
上記ｎ型ダイヤモンド結晶が、リンまたはイオウを添加したダイヤモンド結晶であり、
上記ｐ型半導体ダイヤモンド結晶が、ホウ素を添加したダイヤモンド結晶であるとともに結晶中のホウ素濃度が１００ｐｐｍ以下であり、
上記反応層内に上記ダイヤモンド構造ダイヤモンド紫外線発光素子を配置した
ことを特徴とする光化学反応装置。
【請求項２】
気相合成法によって得られた結晶中の窒素濃度が９０ｐｐｍ以下であり３００ｎｍ以下の波長域において電流注入による発光における自由励起子再結合発光ピーク強度が他の発光ピーク強度より２倍以上大きいダイヤモンド紫外線発光素子と、給水管と排水管と排気管とを備えた反応層とを備えた光化学反応装置において、
上記反応層内に上記ダイヤモンド構造ダイヤモンド紫外線発光素子を配置した
ことを特徴とする光化学反応装置。
【請求項３】
ダイヤモンド結晶からなる半導体層上に気相合成法によって成長させた結晶中の窒素濃度が９０ｐｐｍ以下のダイヤモンド結晶からなる絶縁層を設けたＭＩＳ構造を有する３００ｎｍ以下の波長域において電流注入による発光における自由励起子再結合発光ピーク強度が他の発光ピーク強度より２倍以上大きいダイヤモンド紫外線発光素子と、給水管と排水管と排気管とを備えた反応槽とを備えた光化学反応装置において、
上記反応槽内に上記ダイヤモンド構造ダイヤモンド紫外線発光素子を配置した
ことを特徴とする光化学反応装置。
【請求項４】
ダイヤモンド紫外線発光素子を複数個備えた請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の光化学反応装置。
【請求項５】
ダイヤモンドｐ型半導体層およびダイヤモンドｎ型半導体層を設けたｐｎ接合構造を有する３００ｎｍ以下の波長域において電流注入による発光における自由励起子再結合発光ピーク強度が他の発光ピーク強度より２倍以上大きいダイオード構造ダイヤモンド紫外線発光素子および石英または螢石もしくはフッ素樹脂を主成分とする紫外線透過性壁石英または螢石もしくはフッ素樹脂を主成分とする紫外線透過性壁と酸素吸入口とオゾン送出口とで形成される反応空間を備えたオゾン製造装置と、ダイヤモンドｐ型半導体層およびダイヤモンドｎ型半導体層を設けたｐｎ接合構造を有する３００ｎｍ以下の波長域において電流注入による発光における自由励起子再結合発光ピーク強度が他の発光ピーク強度より２倍以上大きいダイオード構造ダイヤモンド紫外線発光素子と、給水管と排水管と排気管とオゾン供給管を備えた反応槽とを備えた光化学反応装置において、
上記それぞれのｎ型ダイヤモンド結晶が、リンまたはイオウを添加したダイヤモンド結晶であり、
上記それぞれのｐ型半導体ダイヤモンド結晶が、ホウ素を添加したダイヤモンド結晶であるとともに結晶中のホウ素濃度が１００ｐｐｍ以下であり、
上記オゾン製造装置に接続されるオゾン供給管の端部が上記反応槽の下方に設けたオゾン気泡発生管に接続されこのオゾン気泡発生管からオゾンが上記反応槽内に供給される
ことを特徴とする光化学反応装置。
【請求項６】
気相合成法によって得られた結晶中の窒素濃度が９０ｐｐｍ以下であり３００ｎｍ以下の波長域において電流注入による発光における自由励起子再結合発光ピーク強度が他の発光ピーク強度より２倍以上大きいダイヤモンド結晶を有するダイヤモンド紫外線発光素子および石英または螢石もしくはフッ素樹脂を主成分とする紫外線透過壁と酸素吸入口とオゾン送出口とで形成される反応空間を備えたオゾン製造装置と、気相合成法によって得られた結晶中の窒素濃度が９０ｐｐｍ以下であり３００ｎｍ以下の波長域において電流注入による発光における自由励起子再結合発光ピーク強度が他の発光ピーク強度より２倍以上大きいダイヤモンド結晶を有するダイヤモンド紫外線発光素子と、給水管と排水管と排気管とオゾン供給管を備えた反応槽とを備えた光化学反応装置において、
上記オゾン製造装置に接続されるオゾン供給管の端部が上記反応槽の下方に設けたオゾン気泡発生管に接続されこのオゾン気泡発生管からオゾンが上記反応槽内に供給される
ことを特徴とする光化学反応装置。
【請求項７】
ダイヤモンド結晶からなる半導体層上に気相合成法によって成長させた結晶中の窒素濃度が９０ｐｐｍ以下のダイヤモンド結晶からなる絶縁層を設けたＭＩＳ構造を有する３００ｎｍ以下の波長域において電流注入による発光における自由励起子再結合発光ピーク強度が他の発光ピーク強度より２倍以上大きいダイヤモンド紫外線発光素子および石英または螢石もしくはフッ素樹脂を主成分とする紫外線透過性壁と酸素吸入口とオゾン送出口とで形成される反応空間を備えたオゾン製造装置と、ダイヤモンド結晶からなる半導体層上に気相合成法によって成長させた結晶中の窒素濃度が９０ｐｐｍ以下のダイヤモンド結晶からなる絶縁層を設けたＭＩＳ構造を有する３００ｎｍ以下の波長域において電流注入による発光における自由励起子再結合発光ピーク強度が他の発光ピーク強度より２倍以上大きいダイオード構造ダイヤモンド紫外線発光素子と、給水管と排水管と排気管とオゾン供給管を備えた反応槽とを備えた光化学反応装置において、
上記オゾン製造装置に接続されるオゾン供給管の端部が上記反応槽の下方に設けたオゾン気泡発生管に接続されこのオゾン気泡発生管からオゾンが上記反応槽内に供給される
ことを特徴とする光化学反応装置。
【請求項８】
ダイヤモンド紫外線発光素子を複数個備えた請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の光化学反応装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイヤモンド紫外線発光素子の利用にかかり、紫外線発光を可視光に波長変換する発光装置、紫外線発光を使用した光学的情報記録／再生システム、紫外線発光を利用した殺菌装置、紫外線を利用したオゾン製造装置ならびに紫外線を利用した光化学反応装置などに関する。
【背景技術】
【０００２】
紫外線や電子線などを利用した機器・装置が各種分野で広く用いられている。例えば、照明装置としては、水銀輝線励起の２次螢光を利用した螢光灯が広く用いられている。近年、その省エネルギー性を高めるためにＧａＮ系の発光素子を備えた長寿命型照明装置が研究されているが、ＧａＮの発光波長にあわせた特殊な螢光体を使用する必要などがあり、広く普及するには至っていない。
従来の螢光灯は、寿命が短い・衝撃に弱い・輝度が劣化しやすいなどの欠点を有している。一方、ＧａＮ系の発光素子を備えた照明装置は、ＧａＮの発光波長にあわせて螢光効率の高い螢光体を開発する必要が有り、高価になるという欠点を有している。
【０００３】
また、光学的情報記録／再生装置では、使用する光の波長の２乗に反比例して記録密度が向上するので、短波長光源が強く求められているが、現在、波長４２５ｎｍの青色光を用いた装置が試作されているにすぎない。
【０００４】
さらに、光を用いた殺菌では、２３０〜２５０ｎｍの紫外線の殺菌性能が高いことが知られており、殺菌灯として水銀ランプなどが用いられているが、水銀ランプの寿命が短く・衝撃に弱い・装置の小型化が困難・水銀など環境を汚染する恐れのある物質を使用するなどの欠点を有している。一方、ＧａＮ系の発光素子はこのような問題は解消されるが４００ｎｍ以上の波長を有することから殺菌には不向きである。図１３（山越裕司，「紫外線による有機物分解殺菌」Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ＆洗浄設計，６３巻，ｐ．３１〜３７，１９９４）に示すような電磁波の波長と殺菌効果との関係から明らかなように、３００ｎｍ程度より長波長になると殺菌効果が著しく低下するからである。
【０００５】
加えて、オゾン発生装置では、放電による方式と紫外線照射による方式があるが、放電による方式は高電圧が必要となり危険を伴い、一方、紫外線照射による方式は水銀ランプが用いられており、短寿命・衝撃に弱い・装置の小型化が困難・水銀など環境を汚染する恐れのある物質を使用するなどの欠点を有している。
【０００６】
ところで、ダイヤモンドを用いた紫外線発光素子の提案がなされている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）。
【０００７】
これらの従来のダイヤモンド紫外線発光素子は、ダイヤモンドに不純物をドープしている。これらの従来のダイヤモンド発光素子の紫外線発光は、不純物または格子欠陥に起因する紫外線発光が支配的であり、ダイヤモンド固有の波長の短い２３５ｎｍで発光する自由励起子再結合発光は支配的ではなかった。
【０００８】
ダイヤモンド紫外線発光素子を考える場合、こうした不純物・欠陥起因の発光は固有発光より波長が長いために、短波長発光素子の機構としては不利である。また、発光強度を向上させるためには、高密度の欠陥もしくは高濃度の不純物を結晶に導入せねばならず、この結果として結晶品質が低下して紫外線発光の強度を低下させる。さらに、不純物・欠陥の導入で誘起された波長の異なる発光ピークが注入エネルギーの一部を消費してしまい、有用な紫外線発光の効率も低下させる。こうした理由で、不純物・欠陥起因の発光は、電流注入型発光素子の機構としては実用的でない。
【０００９】
これに対し、自由励起子再結合発光は、各材料における固有の発光であり、一般にその材料から得られる発光の中で最も波長が短く、かつ状態密度も高いため、実用的な高輝度発光素子を実現する上で最も望ましい。ダイヤモンドにおいては、自由励起子再結合発光に関連する固有のスペクトルがカソードルミネセンス（ＣＬ）法などの分析手法により調べられている。室温でのダイヤモンドの自由励起子再結合発光のエネルギーは、２２９ｎｍに相当するが、実際には、２３５ｎｍ、２４２ｎｍ、２４９ｎｍ、２５７ｎｍ付近に現われるフォノンサイドバンド群と呼ばれる発光が主として観測される。一般的には、これらを全て含めて「自由励起子再結合発光」と呼ばれるが、特に紫外線発光素子として好適なのは、２３５ｎｍ付近のエネルギーを有する発光であり、ここではこの発光を「自由励起子再結合発光」という。
【００１０】
これらの問題に鑑み、この出願の発明者らは、高品質なダイヤモンド結晶を用いた電流注入による自由励起子再結合発光が支配的なダイヤモンド紫外線発光素子を、提案している。
【００１１】
例えば、本出願人による特願平１１−７５８９５号の国内優先権を主張する出願である特願平１１−１９５２３２号の出願（特開２０００−３４０８３７号公報、以下、第１の出願という）に、高周波熱プラズマ気相合成（ＲＦ熱プラズマＣＶＤ）法によって得られた結晶中の窒素濃度が９０ｐｐｍ以下であるダイヤモンド結晶の表面に電気伝導層を設け、その上に第１の電極と第２の電極を設けた、３００ｎｍ以下の波長域において自由励起子再結合発光ピーク強度が他の発光ピーク強度より少なくとも２倍以上大きいダイヤモンド紫外線発光素子を提案している。
【００１２】
第１の出願のダイヤモンド紫外線発光素子の構造を図７〜図９を用いて説明する。
図７に示すダイヤモンド紫外線発光素子１０は、ＲＦ熱プラズマＣＶＤ法によって得たダイヤモンド結晶１１と、その表面を水素終端処理して形成した水素終端層からなる電気伝導層１２と、該電気伝導層１２上に形成した第１の電極１９１と、第２の電極１９２とから構成される。第１の電極１９１および第２の電極１９２は、ダイヤモンドとの接着性を良好とするために表面伝導層（水素終端層）１２上に設けたクロム（Ｃｒ）層１９３と、この上に形成された金（Ａｕ）層１９４とから構成される。
【００１３】
上記ダイヤモンド結晶１１は、モリブデン（Ｍｏ）基板上に、プラズマ中の窒素濃度が窒素原子数／炭素原子数比で２００ｐｐｍ以下であるＲＦ熱プラズマＣＶＤ法によって合成され、結晶中の窒素濃度が９０ｐｐｍ以下であるＣＶＤダイヤモンド結晶として作製される。
さらにダイヤモンド結晶１１は、室温でのＣＬスペクトルにおいて自由励起子再結合発光が得られる結晶であり、−１９０℃でのＣＬスペクトルにおいて自由励起子再結合発光の可視光発光に対する強度比が０．２倍以上の結晶である。
【００１４】
図７に示すダイヤモンド紫外線発光素子１０は、３００ｎｍ以下の波長域において自由励起子再結合発光ピーク強度が他の発光ピーク強度より少なくとも２倍以上大きい、電流注入により励起して発光する自由励起子再結合発光が支配的であるダイヤモンド紫外線発光素子である。
【００１５】
図８に示すダイヤモンド紫外線発光素子１０は、高圧ダイヤモンド結晶１７の表面にマイクロ波プラズマ気相合成（ＭＷ−ＣＶＤ）法でエピタキシャル成長させて得た表面を水素終端したダイヤモンド単結晶１３を用いて構成される。
このダイヤモンド紫外線発光素子１０は、高圧ダイヤモンド結晶１７の表面に形成したダイヤモンド単結晶１３と、その表面を水素終端処理して形成した水素終端層からなる電気伝導層１２と、該電気伝導層１２上に形成した第１の電極１９１と、第２の電極１９２とから構成される。第１の電極１９１および第２の電極１９２は、ダイヤモンドとの接着性を良好とするために電気伝導層１２上に設けたクロム（Ｃｒ）層１９３と、この上に形成された金（Ａｕ）層１９４とから構成される。
【００１６】
上記ダイヤモンド単結晶１３は、１ｂ｛１００｝高圧ダイヤモンド結晶１７の表面に、プラズマ中の窒素濃度が窒素原子数／炭素原子数比で２００ｐｐｍ以下であるＭＷ−ＣＶＤ法によって合成され、結晶中の窒素濃度が９０ｐｐｍ以下であるＣＶＤダイヤモンド結晶として作製される。
さらにダイヤモンド単結晶１３は、室温でのＣＬスペクトルにおいて自由励起子再結合発光が得られる結晶であり、−１９０℃でのＣＬスペクトルにおいて自由励起子再結合発光の可視光発光に対する強度比が０．２倍以上の結晶である。
【００１７】
図８に示すダイヤモンド紫外線発光素子１０は、３００ｎｍ以下の波長域において自由励起子再結合発光ピーク強度が他の発光ピーク強度より少なくとも２倍以上大きい、電流注入により励起して発光する自由励起子再結合発光が支配的であるダイヤモンド紫外線発光素子である。
【００１８】
図９に示すダイヤモンド紫外線発光素子１０は、高圧ダイヤモンド結晶１７の表面にＭＷ−ＣＶＤ法によってエピタキシャル成長させたホウ素添加ダイヤモンド単結晶１４を用いて構成される。
このダイヤモンド紫外線発光素子１０は、高圧ダイヤモンド結晶１７の表面に設けたホウ素添加ダイヤモンド単結晶１４と、その上に形成した第１の電極１９１と、第２の電極１９２とから構成される。第１の電極１９１および第２の電極１９２は、ダイヤモンドとの接着性を良好とするために電気伝導層（水素終端層）１２上に設けたクロム（Ｃｒ）層１９３と、この上に形成された金（Ａｕ）層１９４とから構成される。
【００１９】
ダイヤモンド紫外線発光素子１０を構成するホウ素添加ダイヤモンド単結晶膜１４は、１ｂ｛１００｝高圧ダイヤモンド結晶１７の表面に、プラズマ中の窒素濃度が窒素原子数／炭素原子数比で２００ｐｐｍ以下であるＭＷ−ＣＶＤ法によって合成され、結晶中の窒素濃度が９０ｐｐｍ以下であるＣＶＤダイヤモンド結晶として作製される。
さらにホウ素添加ダイヤモンド単結晶１４は、室温でのＣＬスペクトルにおいて自由励起子再結合発光が得られる結晶であり、−１９０℃でのＣＬスペクトルにおいて自由励起子再結合発光の可視光発光に対する強度比が０．２倍以上の結晶である。
【００２０】
図９に示すダイヤモンド紫外線発光素子１０は、３００ｎｍ以下の波長域において自由励起子再結合発光ピーク強度が他の発光ピーク強度より少なくとも２倍以上大きい、電流注入により励起して発光する自由励起子再結合発光が支配的であるダイヤモンド紫外線発光素子である。
【００２１】
図７〜図９に示した構成を有するダイヤモンド紫外線発光素子は、いずれも電流注入により紫外領域で極めて強い自由励起子再結合発光（２３５ｎｍ）を得ることができており、ホウ素束縛励起子再結合による発光（２３８ｎｍ）は観測できない、高い発光効率で自由励起子再結合発光するダイヤモンド紫外線発光素子である。
【００２２】
また、本出願人による特願平１１−８４１８９号の国内優先権を主張する出願である特願平１１−１９２５５３号の出願（特開２０００−３４９３３０号公報、以下、第２の出願という）に、ダイヤモンド結晶からなる半導体層を用い、該半導体層上にダイヤモンド結晶からなる絶縁層を設けた、ＭＩＳ（Ｍｅｔａｌ−Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ、金属−絶縁体−半導体）ダイオード構造を有するダイヤモンド紫外線発光素子を提案している。このダイヤモンド紫外線発光素子は、電流注入によって生じる自由励起子の再結合時に２３５ｎｍの紫外線を優位に発光する素子である。
【００２３】
このＭＩＳダイヤモンド紫外線発光素子の構造を図１０及び図１１を用いて説明する。
図１０に示すＭＩＳダイヤモンド紫外線発光素子１０は、高温高圧法によって得たホウ素添加ダイヤモンド結晶（半導体層）１５の上面に、無添加ＣＶＤダイヤモンド結晶（絶縁層）１３を積層し、この積層体の上下両面に電極１９１，１９２を設けて構成される。
【００２４】
ホウ素添加ダイヤモンド結晶１５は、ドーパントとしてホウ素を添加し、窒素除去剤を用いて高温高圧法によって得た、窒素濃度が赤外吸収分光法による定量で０．１ｐｐｍ以下のダイヤモンド結晶である。
【００２５】
無添加ＣＶＤダイヤモンド結晶１３は、ホウ素添加ダイヤモンド結晶１５の表面に、プラズマ中の窒素原子数が炭素原子数に対する比で２００ｐｐｍ以下のＭＷ−ＣＶＤ法によってエピタキシャル成長により得た、結晶中の窒素濃度が９０ｐｐｍ以下のダイヤモンド結晶である。
【００２６】
図１０に示したＭＩＳダイヤモンド紫外線発光素子１０は、３００ｎｍ以下の波長域では極めて強い電流注入による自由励起子再結合発光（主ピーク波長２３５ｎｍ、副ピーク（フォノンサイドバンド）波長２４２ｎｍ）が得られる。
【００２７】
図１１に示すＭＩＳダイヤモンド紫外線発光素子１０は、窒素除去剤を用いて高圧合成法によって得た無添加ダイヤモンド結晶１７の上面に、ＭＷ−ＣＶＤ法によってホモエピタキシャル成長させて得たホウ素添加ダイヤモンド結晶（半導体層）からなる電気伝導層１２を設け、その上面の一部分にＭＷ−ＣＶＤ法によりホモエピタキシャル成長させて得た無添加ＣＶＤダイヤモンド結晶層（絶縁層）１３を設け、半導体層１２と絶縁層１３上にそれぞれ電極１９１，１９２を設けて構成される。
【００２８】
無添加ダイヤモンド結晶１３は、窒素濃度が窒素原子数と炭素原子数の比で２００ｐｐｍ以下のプラズマ中でＭＷ−ＣＶＤ法によって形成される。
【００２９】
図１１に示すＭＩＳダイヤモンド紫外線発光素子１０は、図１０に示すＭＩＳダイヤモンド紫外線発光素子１０と同様に、３００ｎｍ以下の波長域では極めて強い電流注入による自由励起子再結合発光（主ピーク波長２３５ｎｍ、副ピーク（フォノンサイドバンド）波長２４２ｎｍ）が得られる。
【００３０】
第２の出願のＭＩＳダイヤモンド紫外線発光素子１０は、結晶中の窒素濃度が９０ｐｐｍ以下の無添加ＣＶＤダイヤモンド結晶を絶縁層１３としている。
【００３１】
ダイヤモンド結晶１２、および、ダイヤモンド結晶１７は、ダイヤモンドが安定に存在することのできる温度・圧力領域において、炭素原料を鉄，コバルト，ニッケルを含む合金からなる融剤金属に溶解させ、この炭素をダイヤモンド微結晶からなる種結晶上に析出させる高温高圧法によって作製される。
【００３２】
さらに、本出願人の特願平１１−１９２５５４号の国内優先権を主張する出願である特願２０００−０３２０９６号の出願をさらにＰＣＴ出願した特願２００１−５０９０９５号の出願（公開番号：ＷＯ−０１／０４９６６Ａ１、以下、第３の出願という）に、ダイヤモンド結晶からなるｐ型半導体層と、ダイヤモンド結晶からなるｎ型半導体とを有し、電流注入により励起して発光する自由励起子再結合発光が支配的であるｐｎ接合ダイオード構造ダイヤモンド紫外線発光素子が提案されている。
【００３３】
このｐｎ接合ダイオード構造ダイヤモンド紫外線発光素子１０の構造を図１２を用いて説明する。
図１２に示すように、ｐｎ接合ダイオード構造ダイヤモンド紫外線発光素子１０は、ホウ素添加高圧ダイヤモンド結晶（ｐ型半導体層）１５の上面にリン添加ダイヤモンド結晶（ｎ型半導体層）１６を設け、この積層体の上下両面に電極１９１，１９２を設けた構造を有している。
【００３４】
図１２に示すｐｎ接合ダイオード構造ダイヤモンド紫外線発光素子１０は、窒素除去剤を用いた高温高圧法によって得た結晶中のホウ素濃度が１００ｐｐｍ以下のホウ素添加高圧ダイヤモンド結晶をｐ型半導体層１５とし、該ｐ型半導体層１５の表面にＭＷ−ＣＶＤ法によりエピタキシャル成長させたリン添加ＣＶＤダイヤモンド結晶からなるｎ型半導体層１６を形成し、それぞれの半導体層の表面に設けたタングステンからなる電極１９１と電極１９２とから構成され、ダイヤモンドに固有の自由励起子再結合発光である２３５ｎｍの紫外線を電流注入によって生起している。
【００３５】
これらのダイヤモンド紫外線発光素子は、２３５ｎｍの紫外線を高い効率で優位に発光する紫外線発光素子であり、様々な用途への利用が期待されている。
【００３６】
第３の出願のダイオード構造ダイヤモンド紫外線発光素子は、ダイヤモンド結晶からなるｐ型半導体層とダイヤモンド結晶からなるｎ型半導体層とを有し、電流注入により励起して発光する自由励起子再結合発光が支配的であるダイヤモンド紫外線発光素子である。上記自由励起子再結合発光が支配的であるとは、電流注入発光スペクトルの波長３００ｎｍ以下の領域において、自由励起子再結合発光強度が他の不純物・欠陥起因の発光の強度に比べて、少なくとも２倍以上大きいことを言う。さらに、上記ダイオード構造ダイヤモンド紫外線発光素子は、ｐｎ接合を有しており、上記ｎ型ダイヤモンド結晶は、リンまたはイオウを添加したダイヤモンド結晶である。
する。
【００３７】
さらに、上記ダイオード構造ダイヤモンド紫外線発光素子は、両ダイヤモンド結晶が、ドーパント以外の不純物を微量にしか含まない高品質な結晶として構成される。
【００３８】
また、上記ｎ型ダイヤモンド結晶は、気相合成ダイヤモンド結晶である。
【００３９】
さらに、上記ｐ型半導体ダイヤモンド結晶は、ホウ素を添加したダイヤモンド結晶であり、結晶中のホウ素濃度が１００ｐｐｍ以下に制御されている。上記ｐ型半導体ダイヤモンド結晶は、高温高圧法で合成された結晶であり、窒素除去剤を融剤に添加して合成される。
【００４０】
さらに、上記ダイオード構造ダイヤモンド紫外線発光素子は、上記ｐ型半導体ダイヤモンド結晶が、気相合成法で合成されたダイヤモンド結晶である。
【００４１】
上記ダイオード構造ダイヤモンド紫外線発光素子は、上記気相合成ダイヤモンド結晶が、ダイヤモンド結晶基板上にホモエピタキシャル成長させたホモエピタキシャル膜として形成されるか、マイクロ波プラズマ気相合成法によって結晶成長させたダイヤモンド結晶膜である。
【００４２】
上記ダイオード構造ダイヤモンド紫外線発光素子は、高温高圧法で合成されたｐ型半導体ダイヤモンド結晶上にｎ型ダイヤモンド結晶を気相成長させて構成される。
【００４３】
ダイオード構造ダイヤモンド紫外線発光素子は、ダイヤモンド基板上に第１の気相合成ダイヤモンド結晶を設け、さらにその上に第２の気相合成ダイヤモンド結晶を設けた構造を有している。上記第１の気相合成ダイヤモンド結晶はｐ型半導体ダイヤモンド結晶またはｎ型半導体ダイヤモンド結晶であり、上記第２の気相合成ダイヤモンド結晶は第１の気相合成ダイヤモンド結晶と異なる型のｎ型半導体ダイヤモンド結晶またはｐ型半導体ダイヤモンド結晶である。第２の気相合成ダイヤモンド層は、第１の気相合成ダイヤモンド層上に選択成長させて得られる。また、上記ダイオード構造ダイヤモンド紫外線発光素子は、第１の気相合成ダイヤモンド層の露出面上に電極を設けて構成される。
【特許文献１】（１）特開平４−２４０７８４号公報、
【特許文献２】（２）特開平７−３０７４８７号公報、
【特許文献３】（３）特開平８−３３０６２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００４４】
本発明は、上記電流注入により自由励起子再結合発光するダイヤモンド紫外線発光素子の特徴を有効に用いた各種装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００４５】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、発光装置を、ダイヤモンドｐ型半導体層およびダイヤモンドｎ型半導体層を設けたｐｎ接合構造を有する３００ｎｍ以下の波長域において電流注入による発光における自由励起子再結合発光ピーク強度が他の発光ピーク強度より２倍以上大きいダイオード構造ダイヤモンド紫外線発光素子と、該ダイヤモンド紫外線発光素子が発光する紫外線を吸収してより波長の長い２次光を放出する螢光体とを備えて構成した。
【００４６】
請求項２の発明は、請求項１の発光装置において、ｎ型ダイヤモンド結晶を、リンまたはイオウを添加したダイヤモンド結晶とした。
【００４７】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発光装置において、ｐ型半導体ダイヤモンド結晶を、ホウ素を添加したダイヤモンド結晶とした。
【００４８】
請求項４の発明は、請求項３の発光装置において、ホウ素添加ダイヤモンド結晶の結晶中のホウ素濃度を１００ｐｐｍ以下とした。
【００４９】
請求項５の発明は、気相合成法によって得られた結晶中の窒素濃度が９０ｐｐｍ以下であり３００ｎｍ以下の波長域において電流注入による発光における自由励起子再結合発光ピーク強度が他の発光ピーク強度より２倍以上大きいダイヤモンド紫外線発光素子と、該ダイヤモンド紫外線発光素子が発光する紫外線を吸収してより波長の長い２次光を放出する螢光体とを備えて発光装置を構成した。
【００５０】
請求項６の発明は、ダイヤモンド結晶からなる半導体層上に気相合成法によって成長させた結晶中の窒素濃度が９０ｐｐｍ以下のダイヤモンド結晶からなる絶縁層を設けたＭＩＳ構造を有する３００ｎｍ以下の波長域において電流注入による発光における自由励起子再結合発光ピーク強度が他の発光ピーク強度より２倍以上大きいダイヤモンド紫外線発光素子と、該ダイヤモンド紫外線発光素子が発光する紫外線を吸収してより波長の長い２次光を放出する螢光体とを備えて発光装置を構成した。
【００５１】
請求項７の発明は、請求項１ないし請求項６のいずれかの発光装置において、２次光を可視光とした。
【００５２】
請求項８の発明は、請求項１ないし請求項７のいずれかの発光装置において、螢光体を、Ｙ２Ｏ３で代表される酸化イットリウム系母体に３価のＥｕを共付活した螢光体か、Ｃａ５（ＰＯ４）３（Ｆ，Ｃｌ）で代表されるリン酸カルシウム系母体に３価のＳｂと２価のＭｎを共付活した螢光体か、（Ｓｒ，Ｍｇ）３（ＰＯ４）２で代表されるリン酸ストロンチウム系母体もしくはリン酸マグネシウム系母体に２価のＳｎを共付活した螢光体のうち、少なくとも一つを主成分とした。
【００５３】
請求項９の発明は、請求項１ないし請求項８のいずれかの発光装置において、ダイヤモンド紫外線発光素子を複数個備えた。
【００５４】
請求項１０の発明は、請求項９の発光装置において、ダイヤモンド紫外線発光素子を１次元状に並べて直線もしくは曲線状とした。
【００５５】
請求項１１の発明は、請求項９の発光装置において、ダイヤモンド紫外線発光素子を２次元状に並べて面状とした。
【００５６】
請求項１２の発明は、請求項９の発光装置において、紫外線を吸収して赤色および／または青色および／または黄色および／または緑色の２次光を発光する螢光体を２次元状に並べた螢光板を備えた。
【００５７】
請求項１３の発明は、ダイヤモンドｐ型半導体層およびダイヤモンドｎ型半導体層を設けたｐｎ接合構造を有する３００ｎｍ以下の波長域において電流注入による発光における自由励起子再結合発光ピーク強度が他の発光ピーク強度より２倍以上大きいダイオード構造ダイヤモンド紫外線発光素子を用いて光学的情報記録／再生装置を構成した。
【００５８】
請求項１４の発明は、請求項１３の光学的情報記録／再生装置において、ｎ型ダイヤモンド結晶を、リンまたはイオウを添加したダイヤモンド結晶とした。
【００５９】
請求項１５の発明は、請求項１３または請求項１４の光学的情報記録／再生装置において、ｐ型半導体ダイヤモンド結晶を、ホウ素を添加したダイヤモンド結晶とした。
【００６０】
請求項１６の発明は、請求項１５の光学的情報記録／再生装置において、ホウ素添加ダイヤモンド結晶の結晶中のホウ素濃度を１００ｐｐｍ以下とした。
【００６１】
請求項１７の発明は、気相合成法によって得られた結晶中の窒素濃度が９０ｐｐｍ以下であり３００ｎｍ以下の波長域において電流注入による発光における自由励起子再結合発光ピーク強度が他の発光ピーク強度より２倍以上大きいダイヤモンド紫外線発光素子を用いて光学的情報記録／再生装置を構成した。
【００６２】
請求項１８の発明は、ダイヤモンド結晶からなる半導体層上に気相合成法によって成長させた結晶中の窒素濃度が９０ｐｐｍ以下のダイヤモンド結晶からなる絶縁層を設けたＭＩＳ構造を有する３００ｎｍ以下の波長域において電流注入による発光における自由励起子再結合発光ピーク強度が他の発光ピーク強度より２倍以上大きいダイヤモンド紫外線発光素子を用いて光学的情報記録／再生装置を構成した。
【００６３】
請求項１９の発明は、請求項１３ないし請求項１８のいずれかの光学的情報記録／再生装置において、レンズを、石英または螢石もしくはフッ素樹脂を主成分として構成した。
【００６４】
請求項２０の発明は、請求項１３ないし請求項１９のいずれかの光学的情報記録／再生装置において、情報記録媒体の保護層の主成分をフッ素樹脂とした。
【００６５】
請求項２１の発明は、請求項１３ないし請求項２０のいずれかのいずれかの光学的情報記録／再生装置において、反射鏡をアルミニウム製反射層を備えた反射鏡とした。
【００６６】
請求項２２の発明は、ダイヤモンドｐ型半導体層およびダイヤモンドｎ型半導体層を設けたｐｎ接合構造を有する３００ｎｍ以下の波長域において電流注入による発光における自由励起子再結合発光ピーク強度が他の発光ピーク強度より２倍以上大きいダイオード構造ダイヤモンド紫外線発光素子を用いて殺菌装置を構成した。
【００６７】
請求項２３の発明は、請求項２２の殺菌装置において上記ｎ型ダイヤモンド結晶を、リンまたはイオウを添加したダイヤモンド結晶とした。
【００６８】
請求項２４の発明は、請求項２２または請求項２３の殺菌装置において、ｐ型半導体ダイヤモンド結晶を、ホウ素を添加したダイヤモンド結晶とした。
【００６９】
請求項２５の発明は、請求項２４に記載の殺菌装置において、ホウ素添加ダイヤモンド結晶の結晶中のホウ素濃度を１００ｐｐｍ以下とした。
【００７０】
請求項２６の発明は、気相合成法によって得られた結晶中の窒素濃度が９０ｐｐｍ以下であり３００ｎｍ以下の波長域において電流注入による発光における自由励起子再結合発光ピーク強度が他の発光ピーク強度より２倍以上大きいダイヤモンド紫外線発光素子を用いて殺菌装置を構成した。
【００７１】
請求項２７の発明は、ダイヤモンド結晶からなる半導体層上に気相合成法によって成長させた結晶中の窒素濃度が９０ｐｐｍ以下のダイヤモンド結晶からなる絶縁層を設けたＭＩＳ構造を有する３００ｎｍ以下の波長域において電流注入による発光における自由励起子再結合発光ピーク強度が他の発光ピーク強度より２倍以上大きいダイヤモンド紫外線発光素子を用いて殺菌装置を構成した。
【００７２】
請求項２８の発明は、請求項２２ないし請求項２７のいずれかの殺菌装置において、ダイヤモンド紫外線発光素子を複数個備えた。
【００７３】
請求項２９の発明は、請求項２２ないし請求項２８のいずれかの殺菌装置において、流体通路の内壁に酸化チタンを備えた。
【００７４】
請求項３０の発明は、ダイヤモンドｐ型半導体層およびダイヤモンドｎ型半導体層を設けたｐｎ接合構造を有する３００ｎｍ以下の波長域において電流注入による発光における自由励起子再結合発光ピーク強度が他の発光ピーク強度より２倍以上大きいダイオード構造ダイヤモンド紫外線発光素子と、石英または螢石もしくはフッ素樹脂を主成分とする紫外線透過性壁を備えてオゾン製造装置を構成した。
【００７５】
請求項３１の発明は、請求項３０のオゾン製造装置において、ｎ型ダイヤモンド結晶を、リンまたはイオウを添加したダイヤモンド結晶とした。
【００７６】
請求項３２の発明は、請求項３０または請求項３１のオゾン製造装置において、ｐ型半導体ダイヤモンド結晶を、ホウ素を添加したダイヤモンド結晶とした。
【００７７】
請求項３３の発明は、請求項３２のオゾン製造装置において、上記ホウ素添加ダイヤモンド結晶の結晶中のホウ素濃度を１００ｐｐｍ以下とした。
【００７８】
請求項３４の発明は、気相合成法によって得られた結晶中の窒素濃度が９０ｐｐｍ以下であり３００ｎｍ以下の波長域において電流注入による発光における自由励起子再結合発光ピーク強度が他の発光ピーク強度より２倍以上大きいダイヤモンド紫外線発光素子と、石英または螢石もしくはフッ素樹脂を主成分とする紫外線透過性壁を備えてオゾン製造装置を構成した。
【００７９】
請求項３５の発明は、ダイヤモンド結晶からなる半導体層上に気相合成法によって成長させた結晶中の窒素濃度が９０ｐｐｍ以下のダイヤモンド結晶からなる絶縁層を設けたＭＩＳ構造を有する３００ｎｍ以下の波長域において電流注入による発光における自由励起子再結合発光ピーク強度が他の発光ピーク強度より２倍以上大きいダイヤモンド紫外線発光素子と、石英または螢石もしくはフッ素樹脂を主成分とする紫外線透過性壁を備えてオゾン製造装置を構成した。
【００８０】
請求項３６の発明は、請求項３０ないし請求項３５のいずれかのオゾン製造装置において、ダイヤモンド紫外線発光素子を複数個備えた。
【００８１】
請求項３７の発明は、光化学反応装置を、ダイヤモンドｐ型半導体層およびダイヤモンドｎ型半導体層を設けたｐｎ接合構造を有する３００ｎｍ以下の波長域において電流注入による発光における自由励起子再結合発光ピーク強度が他の発光ピーク強度より２倍以上大きいダイオード構造ダイヤモンド紫外線発光素子を備えて構成した。
【００８２】
請求項３８の発明は、請求項３７の光化学反応装置において、上記ｎ型ダイヤモンド結晶を、リンまたはイオウを添加したダイヤモンド結晶とした。
【００８３】
請求項３９の発明は、請求項３７または請求項３８の光化学反応装置において、上記ｐ型半導体ダイヤモンド結晶を、ホウ素を添加したダイヤモンド結晶とした。
【００８４】
請求項４０の発明は、請求項３９の光化学反応装置において、上記ホウ素添加ダイヤモンド結晶の結晶中のホウ素濃度を１００ｐｐｍ以下とした。
【００８５】
請求項４１の発明は、気相合成法によって得られた結晶中の窒素濃度が９０ｐｐｍ以下であり３００ｎｍ以下の波長域において電流注入による発光における自由励起子再結合発光ピーク強度が他の発光ピーク強度より２倍以上大きいダイヤモンド紫外線発光素子を備えて光学反応装置を構成した。
【００８６】
請求項４２の発明は、光化学反応装置を、ダイヤモンド結晶からなる半導体層上に気相合成法によって成長させた結晶中の窒素濃度が９０ｐｐｍ以下のダイヤモンド結晶からなる絶縁層を設けたＭＩＳ構造を有する３００ｎｍ以下の波長域において電流注入による発光における自由励起子再結合発光ピーク強度が他の発光ピーク強度より２倍以上大きいダイヤモンド紫外線発光素子を備えて構成した。
【００８７】
請求項４３の発明は、請求項３７ないし請求項４２のいずれかの光化学反応装置において、ダイヤモンド紫外線発光素子を複数個備えた。
【００８８】
請求項４４の発明は、ダイヤモンドｐ型半導体層およびダイヤモンドｎ型半導体層を設けたｐｎ接合構造を有する３００ｎｍ以下の波長域において電流注入による発光における自由励起子再結合発光ピーク強度が他の発光ピーク強度より２倍以上大きいダイオード構造ダイヤモンド紫外線発光素子および石英または螢石もしくはフッ素樹脂を主成分とする紫外線透過性壁とからなるオゾン製造装置と、ダイヤモンドｐ型半導体層およびダイヤモンドｎ型半導体層を設けたｐｎ接合構造を有する３００ｎｍ以下の波長域において電流注入による発光における自由励起子再結合発光ピーク強度が他の発光ピーク強度より２倍以上大きいダイオード構造ダイヤモンド紫外線発光素子を備えて光化学反応装置を構成した。
【００８９】
請求項４５の発明は、請求項４４の光化学反応装置において、ｎ型ダイヤモンド結晶を、リンまたはイオウを添加したダイヤモンド結晶とした。
【００９０】
請求項４６の発明は、請求項４４または請求項４５の光化学反応装置において、ｐ型半導体ダイヤモンド結晶を、ホウ素を添加したダイヤモンド結晶とした。
【００９１】
請求項４７の発明は、請求項４６の光化学反応装置において、ホウ素添加ダイヤモンド結晶の結晶中のホウ素濃度を１００ｐｐｍ以下とした。
【００９２】
請求項４８の発明は、ダイヤモンド紫外線発光素子を、気相合成法によって得られた結晶中の窒素濃度が９０ｐｐｍ以下であり３００ｎｍ以下の波長域において電流注入による発光における自由励起子再結合発光ピーク強度が他の発光ピーク強度より２倍以上大きいダイヤモンド紫外線発光素子および石英または螢石もしくはフッ素樹脂を主成分とする紫外線透過性壁とからなるオゾン製造装置と、気相合成法によって得られた結晶中の窒素密度が９０ｐｐｍ以下であり３００ｎｍ以下の波長域において電流注入による発光における自由励起子再結合発光ピーク強度が他の発光ピーク強度より２倍以上大きいダイオード構造ダイヤモンド紫外線発光素子を備えて光化学反応装置を構成した。
【００９３】
請求項４９の発明は、ダイヤモンド結晶からなる半導体層上に気相合成法によって成長させた結晶中の窒素濃度が９０ｐｐｍ以下のダイヤモンド結晶からなる絶縁層を設けたＭＩＳ構造を有する３００ｎｍ以下の波長域において電流注入による発光における自由励起子再結合発光ピーク強度が他の発光ピーク強度より２倍以上大きいダイヤモンド紫外線発光素子および石英または螢石もしくはフッ素樹脂を主成分とする紫外線透過性壁とからなるオゾン製造装置と、ダイヤモンド結晶からなる半導体層上に気相合成法によって成長させた結晶中の窒素濃度が９０ｐｐｍ以下のダイヤモンド結晶からなる絶縁層を設けたＭＩＳ構造を有する３００ｎｍ以下の波長域において電流注入による発光における自由励起子再結合発光ピーク強度が他の発光ピーク強度より２倍以上大きいダイオード構造ダイヤモンド紫外線発光素子を備えて光化学反応装置を構成した。
【００９４】
請求項５０の発明は、請求項４４ないし請求項４９の光化学反応装置において、ダイヤモンド紫外線発光素子を複数個備えた。
【発明の効果】
【００９５】
上記の説明のように、本発明は、電流注入による自由励起子再結合発光が支配的なダイヤモンド紫外線発光素子１０を用いているので、装置自体を高い効率で動作させることができるとともに、長い寿命の装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００９６】
本発明の構成を、図を用いて順次説明する。これらの発明に用いる自由励起子再結合発光ダイヤモンド紫外線素子は、上述したこの出願人の出願になる第１の出願の（１），（２）、前記第２の出願の（３）、前記第３の出願の（４）の下記の構成を有する３００ｎｍ以下の波長域において電流注入による発光における自由励起子再結合発光ピーク強度がその他の発光ピーク強度の２倍以上であるダイヤモンド紫外線発光素子の内のいずれかを用いることができる。
【００９７】
（１）結晶中の窒素濃度が９０ｐｐｍ以下の気相合成ダイヤモンド結晶の表面を水素終端して導電性を持たせたダイヤモンド紫外線発光素子。
【００９８】
（２）結晶中の窒素濃度が９０ｐｐｍ以下のホウ素添加気相合成ダイヤモンド結晶を用いたダイヤモンド紫外線発光素子。
【００９９】
（３）ホウ素添加ダイヤモンド結晶の表面に結晶中の窒素濃度が９０ｐｐｍ以下の気相合成ダイヤモンド結晶からなる絶縁層を、ホウ素添加ダイヤモンド結晶と絶縁層の上にそれぞれ電極を設けたダイヤモンド紫外線発光素子。
【０１００】
（４）ダイヤモンドｐ型半導体層とダイヤモンドｎ型半導体層とを備えたｐｎ接合構造を有するダイヤモンド紫外線発光素子。
【０１０１】
本発明の第１の実施の形態にかかるダイヤモンド紫外線発光素子（以下、ダイヤモンド紫外線発光素子という）を用いた照明装置の構造を、図１を用いて説明する。
図１は、ダイヤモンド紫外線発光素子を用いた発光素子（発光装置）２０の構造を説明する縦断面図である。
【０１０２】
発光素子２０は、上述したダイヤモンド紫外線発光素子１０を、紫外線を可視光に変換する波長変換機能を有する波長変換材料２１で被い、これを透明な樹脂２２で被覆して、基体２５に一体化して構成される。ダイヤモンド紫外線発光素子１０は、一方の電極が支持部材２３に支持されるとともに電気的に接続され、他方の電極がボンディングワイヤ２６でリード２４に接続される。
支持部材２３とリード２４の脚部は、基体２５を貫通して該基体２５に固定されている。
【０１０３】
波長変換材料２１は、紫外線を吸収して可視光を放出する材料からなる主成分と、該主成分を分散保持するとともに波長変換した可視光を効率よく透過放出する透明な材料例えば樹脂とを混合して構成される。
波長変換材料２１は、紫外線を吸収してより波長の長い２次光を放出する螢光体が用いられ、Ｙ２Ｏ３で代表される酸化イットリウム系母体に３価のＥｕを共付活した螢光体か、Ｃａ５（ＰＯ４）３（Ｆ，Ｃｌ）で代表されるリン酸カルシウム系母体に３価のＳｂと２価のＭｎを共付活した螢光体か、（Ｓｒ，Ｍｇ）３（ＰＯ４）２で代表されるリン酸ストロンチウム系母体もしくはリン酸マグネシウム系母体に２価のＳｎを共付活した螢光体のうち、少なくとも一つを主成分としている。この螢光体は、本発明で用いる電流注入によるダイヤモンド紫外線発光素子１０が発光する２３５ｎｍの紫外線を効率よく可視光に変換する螢光体である。
【０１０４】
支持部材２３は、アルミニウムなどの導電性材料を用いて構成され、上部に紫外線発光素子１０を載置するように構成されている。支持部材２３の上部に図示のようにくぼみを設けることによって、発光素子の組立時に紫外線発光素子１０を容易に位置決めすることができる。
【０１０５】
この構成の、発光素子２０は、ダイヤモンド紫外線発光素子１０に電圧を印加して電流を流すことによって、電流注入による自由励起子再結合発光で波長２３５ｎｍの紫外線を発光する。この紫外線は、波長変換材料２１に照射されここで可視光に変換されて、樹脂の被覆２２を透過して外部に放射される。
【０１０６】
発光素子２０は、発光効率の高い電流注入ダイヤモンド紫外線発光素子を用い、かつ高効率の螢光体を用いることができるので、全体として高いエネルギー効率で可視光を発生することができる。
【０１０７】
波長変換材料２１として機能する螢光体として、赤色系または青色系または黄色系または緑色系の２次光を放出する螢光体を用いることができる。この赤色系、青系色、黄色系、緑色系の２次光を放出する発光素子２０を、３色または２色もしくは単独でマトリクス状に配置することによって、所定の色を発色するカラーディスプレイを構成することができる。
【０１０８】
図２を用いて第１の実施の形態の第２の実施例にかかる発光装置３０の構造を説明する。
この発光装置３０は、例えば蛍光灯の形状に形成される。発光装置３０は、ダイヤモンド紫外線発光素子１０を多数配置した基板３２をガラス管３１内に支持固定して形成される。ガラス管３１の内壁には、前記波長変換材料と同様の螢光体を主成分とする波長変換材料２１が塗布されている。この波長変換材料２１は、管の内壁に塗布すればよいので、混合する樹脂の量を減少することができ、薄い膜として形成することができる。基板３２は、プリント基板などから構成され、ダイヤモンド紫外線発光素子を駆動する駆動装置などが取り付けられていてもよい。
【０１０９】
このような構成の発光装置３０は、ダイヤモンド紫外線発光素子１０に電流を流すことによって、自由励起子再結合発光による２３５ｎｍの紫外線を効率よく発光し、この紫外線が波長変換材料２１に吸収されて可視光に変換され、ガラス管３１から外部に放射される。
【０１１０】
この実施例の発光装置３０は、ダイヤモンド紫外線発光素子１０を線状（１次元状）に配置した、直管型蛍光灯と同様の形状のものを説明したが、環状蛍光灯と同様な形状とすることができる。さらに、ダイヤモンド紫外線発光素子１０を配置した基板３２を、内壁に波長変換材料２１を塗布した断面形状が半円形の管内に配置した構造としてもよい。
また、ダイヤモンド紫外線発光素子１０を面状（２次元状）に配置して、その上面を波長変換材料２１を塗布した平板状の材料で被って、面状の発光装置とすることができる。
【０１１１】
図３を用いて、本発明の第１の実施の形態の第３の実施例にかかるダイヤモンド紫外線発光素子１０を用いた発光装置３５の構造を説明する。図３は、発光装置３５の構造を模式的に示す断面図である。
この発光装置３５は、コンピュータディスプレイなどのカラー表示装置として用いることができる発光装置である。
この発光装置３５は、基板３２上に複数のダイヤモンド紫外線発光素子１０をマトリクス状に配置し、それぞれのダイヤモンド紫外線発光素子１０の紫外線が放出される側に、赤色系および青色系および緑色系の２次光に波長変換する螢光体３７Ｒ，３７Ｂ，３７Ｇをマトリクス状に配置した波長変換手段３７を、支持部材３６を介して支持配置することによって、それぞれのダイヤモンド紫外線発光素子１０から放出された紫外線を、それぞれの波長の２次光に変換して、カラーディスプレイを構成している。
【０１１２】
一例として、赤色系螢光体３７ＲとしてはＹ２Ｏ３：Ｅｕ３＋、青色系螢光体３７ＢとしてはＭｇＷＯ４、緑色系螢光体３７ＧとしてはＬａＰＯ４：Ｃｅ３＋，Ｔｂ３＋を選択的に用いることによって、所望の発色を得ることができる。（ここで、３＋は、３価の正イオンを示している）
【０１１３】
以上のように、ダイヤモンド紫外線発光素子を用いた照明装置は、従来の螢光灯に比較して、長寿命であり、耐衝撃性に優れ、輝度劣化が少ない、水銀などの環境汚染物質を使用しないなどの利点を有している。さらに、ＧａＮ系の発光素子を用いた照明装置に比較して、螢光灯などに使用される汎用の螢光体を使用可能であり、安価であるという利点を有している。
【０１１４】
以上に説明した発光装置は、ダイヤモンド紫外線発光素子として、ダイヤモンドｐ型半導体層およびダイヤモンドｎ型半導体層を設けたｐｎ接合構造を有する３００ｎｍ以下の波長域において電流注入による発光における自由励起子再結合発光ピーク強度が他の発光ピーク強度より２倍以上大きいダイオード構造ダイヤモンド紫外線発光素子、上記ｎ型ダイヤモンド結晶が、リンまたはイオウを添加したダイヤモンド結晶であるダイオード構造ダイヤモンド紫外線発光素子、上記ｐ型半導体ダイヤモンド結晶が、ホウ素を添加したダイヤモンド結晶であるダイオード構造ダイヤモンド紫外線発光素子、上記ホウ素添加ダイヤモンド結晶が、結晶中のホウ素濃度が１００ｐｐｍ以下であるダイオード構造ダイヤモンド紫外線発光素子を用いることができる。
【０１１５】
さらに以上に説明した発光装置は、ダイヤモンド紫外線発光素子として、気相合成法によって得られた結晶中の窒素濃度が９０ｐｐｍ以下であり３００ｎｍ以下の波長域において電流注入による発光における自由励起子再結合発光ピーク強度が他の発光ピーク強度より２倍以上大きいダイヤモンド紫外線発光素子、ダイヤモンド結晶からなる半導体層上に気相合成法によって成長させた結晶中の窒素濃度が９０ｐｐｍ以下のダイヤモンド結晶からなる絶縁層を設けたＭＩＳ構造を有する３００ｎｍ以下の波長域において電流注入による発光における自由励起子再結合発光ピーク強度が他の発光ピーク強度より２倍以上大きいダイヤモンド紫外線発光素子を用いることができる。
【０１１６】
図４を用いて、本発明の第２の実施の形態にかかる電流注入ダイヤモンド紫外線発光素子１０を用いた光学的情報記録／再生装置の構造を説明する。
図４（Ａ）は上記ダイヤモンド紫外線発光素子１０を用いた光学的情報記録装置４０部分の構成の概要を説明するブロック図であり、図４（Ｂ）は上記ダイヤモンド紫外線発光素子１０を用いた光学的情報再生装置５０部分の構成の概要を説明するブロック図である。
【０１１７】
図４（Ａ）に示すように、光学的情報記録装置４０は、ダイヤモンド紫外線発光素子１０と、変調信号によって紫外線を変調する光変調器４１と、２３５ｎｍの紫外線の透過率の高い光学レンズ４２と、入力された情報に基づいて変調信号を生成する信号発生器４３とから構成される。
【０１１８】
光学レンズ４２は、石英，螢石，フッ素樹脂の少なくとも１種を主成分とする２３５ｎｍの紫外線の透過率の高い材料が用いられる。
【０１１９】
ダイヤモンド紫外線発光素子１０で生成された波長２３５ｎｍのスペクトルが支配的である紫外線は、光変調器４１で信号発生器４３からの変調信号で変調され、表面に保護層４９１を有する記録媒体４９の所定の位置に光学レンズ４２で集光されて情報が記録される。これらの記録媒体４９の保護層４９１としては、紫外線透過率が高いフッ素樹脂などを主成分としたものを用いる。
【０１２０】
記録媒体４９は、光磁気記録媒体（ＭＯ）、レーザディスク（ＬＤ），ディジタルビデオディスク（ＤＶＤ），コンパクトディスク（ＣＤ），ＣＤ−ＲＯＭなどの書き込み／読み取り可能な光情報記録媒体であればよい。
【０１２１】
一方、ダイヤモンド紫外線発光素子１０を用いた光学的情報再生装置５０は、図４（Ｂ）に示すように、ダイヤモンド紫外線発光素子１０と、ビームスプリッタ５１と、２３５ｎｍの紫外線の透過率の高い光学レンズ５２と、光センサ５３と、増幅器５４とを有して構成される。
【０１２２】
ダイヤモンド紫外線発光素子１０で生成された波長２３５ｎｍのスペクトルが支配的である紫外線は、ビームスプリッタ５１を経由して光学レンズ５２で記録媒体４９の表面の所定の位置に集光されて情報を読み取り、反射光はビームスプリッタ５１で反射されて光センサ５３に送られる。光センサ５３では、記録媒体４９の表面から反射された反射光を電気信号に変換して増幅器５４を経由して、図示しない復調器へ出力する。ビームスプリッタ５１の反射鏡面はアルミニウム製の反射層とすることができる。
【０１２３】
上記ダイヤモンド紫外線発光素子１０を用いた光学的情報記録装置４０および光学的情報再生装置５０（光学的情報記録／再生装置）は、従来の波長４２５ｎｍの青色ＳＨＧ（第２高調波）光源に比較して、ダイヤモンド紫外線発光素子１０から発光される紫外線が２３５ｎｍと短いので、高密度記録とすることができる。例えば、現行規格のＤＶＤ（波長６３５ｎｍ）で直径１２０ｍｍの２層両面記録光ディスクを用いたときには、１５Ｇバイト記録できるのに対して、この発明では４９Ｇバイト記録することができ、３．３倍の高密度記録とすることができる。
【０１２４】
以上に説明したダイヤモンド紫外線発光素子を用いた光学的情報記録装置および光学的情報再生装置（光学的情報記録／再生装置）は、ダイヤモンド紫外線発光素子として、ダイヤモンドｐ型半導体層およびダイヤモンドｎ型半導体層を設けたｐｎ接合構造を有する３００ｎｍ以下の波長域において電流注入による発光における自由励起子再結合発光ピーク強度が他の発光ピーク強度より２倍以上大きいダイオード構造ダイヤモンド紫外線発光素子、上記ｎ型ダイヤモンド結晶が、リンまたはイオウを添加したダイヤモンド結晶であるダイオード構造ダイヤモンド紫外線発光素子、上記ｐ型半導体ダイヤモンド結晶が、ホウ素を添加したダイヤモンド結晶であるダイオード構造ダイヤモンド紫外線発光素子、上記ホウ素添加ダイヤモンド結晶が、結晶中のホウ素濃度が１００ｐｐｍ以下であるダイオード構造ダイヤモンド紫外線発光素子を用いることができる。
【０１２５】
さらに、以上に説明したダイヤモンド紫外線発光素子を用いた光学的情報記録装置および光学的情報再生装置（光学的情報記録／再生装置）は、ダイヤモンド紫外線発光素子として、気相合成法によって得られた結晶中の窒素濃度が９０ｐｐｍ以下であり３００ｎｍ以下の波長域において電流注入による発光における自由励起子再結合発光ピーク強度が他の発光ピーク強度より２倍以上大きいダイヤモンド紫外線発光素子、ダイヤモンド結晶からなる半導体層上に気相合成法によって成長させた結晶中の窒素濃度が９０ｐｐｍ以下のダイヤモンド結晶からなる絶縁層を設けたＭＩＳ構造を有する３００ｎｍ以下の波長域において電流注入による発光における自由励起子再結合発光ピーク強度が他の発光ピーク強度より２倍以上大きいダイヤモンド紫外線発光素子を用いることができる。
【０１２６】
図５を用いて、本発明の第３の実施の形態にかかるダイヤモンド紫外線発光素子１０を用いた殺菌装置について説明する。
【０１２７】
図５（Ａ）は、流体が通過する機器の通路に殺菌装置を設けた空気調整器（エアコン）、ファンヒータ、給湯器などの機器の構成を示す図である。
例えばエアコン装置６０は、流体通路６１を有しており、この通路６１の内部空間６２に向けて紫外線を照射するようにダイヤモンド紫外線発光素子１０が設けられている。また、流体通路６１の内壁には、酸化チタンなどの光触媒が設けられ付着した細菌をダイヤモンド紫外線発光素子１０から発せられた紫外線を用いて殺菌・分解する。
【０１２８】
図５（Ｂ）は、食器などを収容する内部空間に殺菌装置を設けた食器洗浄機、衣類乾燥機、保存庫などの機器の構成を示す図である。
例えば、食器洗浄機７０の内部空間７１には食器７９などが収容される。内部空間に向けて紫外線を照射するようにダイヤモンド紫外線発光素子１０が設けられている。
【０１２９】
図５（Ｃ）は、携帯可能にした殺菌装置の構成を示している。携帯型殺菌装置８０は、容器８１の内部にダイヤモンド紫外線発光素子１０と、電源８２を設けて構成される。
この携帯型殺菌装置８０は、例えば台所に備えることによって、まな板８９や包丁などの調理器具の殺菌に用いることができる。また、電源装置８２を電池などとすることによって、持ち歩くことが可能となり、例えばトイレの便座の殺菌などに用いることができる。
【０１３０】
これらの殺菌装置は、空気殺菌機能付きエアコン、ファンヒータ、空気清浄機、殺菌機能付き冷蔵庫、水殺菌機能付き給湯器、浄水器、湯沸器、殺菌機能付き衣類乾燥機、殺菌機能付きたんす、殺菌機能付きげた箱、携帯型殺菌装置、調理器具殺菌装置、食品殺菌装置、超純水殺菌装置、プール水殺菌装置、水虫治療器などに応用することができる。
【０１３１】
これらの殺菌装置は、図１３に示すように波長３００ｎｍ程度以上の紫外線に比較して、殺菌効果の高い２３５ｎｍ波長を利用するので、高い効率で小型の殺菌装置を提供することができるとともに、水銀などの環境を汚染する恐れのある物質を使用しないという利点を有している。
【０１３２】
これらの殺菌装置は、発光効率が高くかつ殺菌能力の極めて高い２３５ｎｍの紫外線を用いているので、消費電力が小さく、装置そのものを高効率とすることができる。また、稼動部分を必要としないので、長寿命の殺菌装置とすることができ、振動や衝撃にも強い装置とすることができる。さらに、素子そのものが極めて小さく構成されるので、多数組み込んで照射密度を向上させることができるとともに、殺菌装置自体を小型化することができ、各種機器への組み込みが容易となる。
さらに、紫外線発光が電圧印加と同時に行われるので、瞬時に安定した出力を得ることができる。
【０１３３】
以上に説明したダイヤモンド紫外線発光素子を用いた殺菌装置は、ダイヤモンド紫外線発光素子として、ダイヤモンドｐ型半導体層およびダイヤモンドｎ型半導体層を設けたｐｎ接合構造を有する３００ｎｍ以下の波長域において電流注入による発光における自由励起子再結合発光ピーク強度が他の発光ピーク強度より２倍以上大きいダイオード構造ダイヤモンド紫外線発光素子、上記ｎ型ダイヤモンド結晶が、リンまたはイオウを添加したダイヤモンド結晶であるダイオード構造ダイヤモンド紫外線発光素子、上記ｐ型半導体ダイヤモンド結晶が、ホウ素を添加したダイヤモンド結晶であるダイオード構造ダイヤモンド紫外線発光素子、上記ホウ素添加ダイヤモンド結晶が、結晶中のホウ素濃度が１００ｐｐｍ以下であるダイオード構造ダイヤモンド紫外線発光素子を用いることができる。
【０１３４】
さらに、以上に説明したダイヤモンド紫外線発光素子を用いた殺菌装置は、ダイヤモンド紫外線発光素子として、気相合成法によって得られた結晶中の窒素濃度が９０ｐｐｍ以下であり３００ｎｍ以下の波長域において電流注入による発光における自由励起子再結合発光ピーク強度が他の発光ピーク強度より２倍以上大きいダイヤモンド紫外線発光素子、ダイヤモンド結晶からなる半導体層上に気相合成法によって成長させた結晶中の窒素濃度が９０ｐｐｍ以下のダイヤモンド結晶からなる絶縁層を設けたＭＩＳ構造を有する３００ｎｍ以下の波長域において電流注入による発光における自由励起子再結合発光ピーク強度が他の発光ピーク強度より２倍以上大きいダイヤモンド紫外線発光素子を用いることができる。
【０１３５】
図６を用いて、本発明の第４の実施の形態にかかるダイヤモンド紫外線発光素子を用いたオゾン製造装置の構成を説明する。
オゾン製造装置９０は、紫外線透過壁９１で形成された反応空間９２と、吸入ファン９４が設けられ反応空間９２に通じる酸素吸入口９３と、反応空間９２に通じるオゾン送出口９５と、紫外線透過壁９１の外側に配置された複数のダイヤモンド紫外線発光素子１０と、ダイヤモンド紫外線発光素子１０の背後に設けた紫外線反射鏡９６とを有している。
【０１３６】
このオゾン製造装置９０は、殺菌装置、ＴＥＯＳ成膜装置、分析装置等に使用することができる。
【０１３７】
紫外線透過壁９１は、石英，螢石，フッ素樹脂を主成分とする紫外線透過性の高い材料とすることができる。
【０１３８】
このオゾン製造装置９０は、発光効率が高くかつオゾン製造効率の高い２３５ｎｍの紫外線を用いているので、消費電力が小さく、装置そのものを高効率とすることができる。また、稼動部分を必要としないので、長寿命のオゾン製造装置とすることができ、振動や衝撃にも強い装置とすることができる。さらに、素子そのものが極めて小さく構成されるので、多数組み込んで照射密度を向上させることができるとともに、オゾン製造装置自体を小型化することができ、機器への組み込みが容易となる。
さらに、紫外線発光が電圧印加と同時に行われるので、瞬時に安定した出力を得ることができる。
加えて、紫外線ランプを用いたオゾン製造装置に比較して、小型・長寿命・高い耐衝撃性を有するという利点とともに、水銀などの環境を汚染する物質を使用しないという利点を有している。
【０１３９】
以上に説明したダイヤモンド紫外線発光素子を用いたオゾン製造装置は、ダイヤモンド紫外線発光素子として、ダイヤモンドｐ型半導体層およびダイヤモンドｎ型半導体層を設けたｐｎ接合構造を有する３００ｎｍ以下の波長域において電流注入による発光における自由励起子再結合発光ピーク強度が他の発光ピーク強度より２倍以上大きいダイオード構造ダイヤモンド紫外線発光素子、上記ｎ型ダイヤモンド結晶が、リンまたはイオウを添加したダイヤモンド結晶であるダイオード構造ダイヤモンド紫外線発光素子、上記ｐ型半導体ダイヤモンド結晶が、ホウ素を添加したダイヤモンド結晶であるダイオード構造ダイヤモンド紫外線発光素子、上記ホウ素添加ダイヤモンド結晶が、結晶中のホウ素濃度が１００ｐｐｍ以下であるダイオード構造ダイヤモンド紫外線発光素子を用いることができる。
【０１４０】
さらに、以上に説明したダイヤモンド紫外線発光素子を用いたオゾン製造装置は、ダイヤモンド紫外線発光素子として、気相合成法によって得られた結晶中の窒素濃度が９０ｐｐｍ以下であり３００ｎｍ以下の波長域において電流注入による発光における自由励起子再結合発光ピーク強度が他の発光ピーク強度より２倍以上大きいダイヤモンド紫外線発光素子、ダイヤモンド結晶からなる半導体層上に気相合成法によって成長させた結晶中の窒素濃度が９０ｐｐｍ以下のダイヤモンド結晶からなる絶縁層を設けたＭＩＳ構造を有する３００ｎｍ以下の波長域において電流注入による発光における自由励起子再結合発光ピーク強度が他の発光ピーク強度より２倍以上大きいダイヤモンド紫外線発光素子を用いることができる。
【０１４１】
以下、図１４を用いて、本発明の第５の実施の形態にかかる光化学反応装置の構成を説明する。この光化学反応装置は、ダイヤモンド紫外線発光素子を用いたダイオキシン類の脱塩素化分解を行う光化学反応装置である。
光化学反応装置９９は、反応槽９９１を有して構成される。反応槽９９１は、ダイオキシン類が溶解した液体を反応槽に供給する給水管９９２と、脱塩素化分解後の液体を排出する排水管９９５と、脱塩素化分解によって生じた気体を排出する排気管９９６と、反応槽内の液体に紫外線を照射する複数のダイヤモンド紫外線発光素子１０とを有している。
【０１４２】
給水管９９２を介して反応槽９９１内に供給されたダイオキシン類を含む液体は、ダイヤモンド紫外線発光素子１０が発生した紫外線が照射され、脱塩素化分解反応を生じる。
【０１４３】
この光化学反応装置９９は、反応槽に照射する紫外線を発生する紫外線発生素子に発光効率が高くかつオゾン製造効率の高い２３５ｎｍの紫外線を用いているので、消費電力が小さく、装置そのものを高効率とすることができる。
【０１４４】
以下、図１５を用いて、本発明の第６の実施の形態にかかる光化学反応装置の構成を説明する。この光化学反応装置は、ダイヤモンド紫外線発光素子および第４の実施の形態にかかるオゾン製造装置を用いた光化学反応装置である。
光化学反応装置９９は、第４の実施の形態に示したオゾン製造装置９０と、反応槽９９１とを有して構成される。反応槽９９１は、ダイオキシン類が溶解した液体を反応槽に供給する給水管９９２と、オゾン製造装置９０のオゾン送出口９５２接続され反応層へオゾンを供給するオゾン供給管９９３と、このオゾン供給管に接続されオゾンを気泡として反応槽内の液体に供給するオゾン気泡発生管９９４と、脱塩素化分解後の液体を排出する排水管９９５と、脱塩素化分解によって生じた気体を排出する排気管９９６と、反応槽内の液体に紫外線を照射する複数のダイヤモンド紫外線発光素子１０とを有している。
【０１４５】
給水管９９２を介して反応槽９９１内に供給されたダイオキシン類を含む液体は、オゾン気泡発生管９９４に設けた多数のオゾン気泡発生孔から供給されるオゾンイオン気泡と接触し、ダイヤモンド紫外線発光素子１０が発生した紫外線が照射され、脱塩素化分解反応を生じる。
【０１４６】
この光化学反応装置９９は、オゾン製造装置９０に、発光効率が高くかつオゾン製造効率の高い２３５ｎｍの紫外線を用いているので、消費電力が小さく、装置そのものを高効率とすることができる。さらに、反応相に照射する紫外線を発生する紫外線発生素子に発光効率が高くかつオゾン製造効率の高い２３５ｎｍの紫外線を用いているので、消費電力が小さく、装置そのものを高効率とすることができる。
【０１４７】
第６の実施例に説明したダイヤモンド紫外線発光素子を用いた光化学反応装置は、ダイヤモンド紫外線発光素子を用いたダイオキシン類の脱塩素化分解を行う光化学反応装置を例として説明したが、これらのダイヤモンド紫外線発光素子を用いた光化学反応装置は、構造を多少変更することによって、樹脂の硬化反応装置としても使用することができる。すなわち、第６の実施例の反応層９９１を硬化反応空間とし、この空間の一方の端に設けた入り口から硬化対象物を搬入し、硬化反応空間に設けたダイヤモンド紫外線発光素子１０から紫外線を照射して対象物を硬化させ、この空間の他方の端に設けた出口から硬化した製品を取り出すことによって、樹脂の硬化反応装置として使用することができる。接着剤やフォトレジストや塗料、インキなどの樹脂に紫外線を照射することによって、これらの樹脂を効率よく硬化・乾燥させることができる。紫外線を用いた樹脂の硬化は、加熱による硬化と比較すると、硬化時間が短く、対象物に熱変化を与えることは無く、エネルギー効率が高いという利点がある。また、本紫外線発光素子を用いた硬化反応装置は、従来の紫外線ランプを用いた硬化反応装置と比較すると、設備がコンパクトで、微小範囲の硬化の場合に、無駄が少なく省エネルギー型であり、長寿命で、輝度劣化が少なく、水銀などの環境汚染物質を使用しないなどの利点を有している。
【０１４８】
以上に説明したダイヤモンド紫外線発光素子を用いた光化学反応装置は、ダイヤモンド紫外線発光素子として、ダイヤモンドｐ型半導体層およびダイヤモンドｎ型半導体層を設けたｐｎ接合構造を有する３００ｎｍ以下の波長域において電流注入による発光における自由励起子再結合発光ピーク強度が他の発光ピーク強度より２倍以上大きいダイオード構造ダイヤモンド紫外線発光素子、上記ｎ型ダイヤモンド結晶が、リンまたはイオウを添加したダイヤモンド結晶であるダイオード構造ダイヤモンド紫外線発光素子、上記ｐ型半導体ダイヤモンド結晶が、ホウ素を添加したダイヤモンド結晶であるダイオード構造ダイヤモンド紫外線発光素子、上記ホウ素添加ダイヤモンド結晶が、結晶中のホウ素濃度が１００ｐｐｍ以下であるダイオード構造ダイヤモンド紫外線発光素子を用いることができる。
【０１４９】
さらに、以上に説明したダイヤモンド紫外線発光素子を用いた光化学反応装置は、ダイヤモンド紫外線発光素子として、気相合成法によって得られた結晶中の窒素濃度が９０ｐｐｍ以下であり３００ｎｍ以下の波長域において電流注入による発光における自由励起子再結合発光ピーク強度が他の発光ピーク強度より２倍以上大きいダイヤモンド紫外線発光素子、ダイヤモンド結晶からなる半導体層上に気相合成法によって成長させた結晶中の窒素濃度が９０ｐｐｍ以下のダイヤモンド結晶からなる絶縁層を設けたＭＩＳ構造を有する３００ｎｍ以下の波長域において電流注入による発光における自由励起子再結合発光ピーク強度が他の発光ピーク強度より２倍以上大きいダイヤモンド紫外線発光素子を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１５０】
【図１】本発明にかかるダイヤモンド紫外線発光素子を用いた発光素子の構成を示す概念図。
【図２】本発明にかかるダイヤモンド紫外線発光素子を用いた他の発光装置の構成を示す概念図。
【図３】本発明にかかるダイヤモンド紫外線発光素子を用いた他の発光装置の構成を示す概念図。
【図４】本発明にかかるダイヤモンド紫外線発光素子を用いた光学的情報記録／再生装置の構成を示す概念図。
【図５】本発明にかかるダイヤモンド紫外線発光素子を用いた殺菌装置の適用例の構成を示す概念図。
【図６】本発明にかかるダイヤモンド紫外線発光素子を用いたオゾン製造装置の構成を示す概念図。
【図７】本発明で用いるダイヤモンド紫外線発光素子の構成を示す模式図。
【図８】本発明で用いるダイヤモンド紫外線発光素子の他の構成を示す模式図。
【図９】本発明で用いるダイヤモンド紫外線発光素子の他の構成を示す模式図。
【図１０】本発明で用いるダイヤモンド紫外線発光素子の他の構成を示す模式図。
【図１１】本発明で用いるダイヤモンド紫外線発光素子の他の構成を示す模式図。
【図１２】本発明で用いるダイヤモンド紫外線発光素子の他の構成を示す模式図。
【図１３】３００ｎｍ以下の波長域での殺菌作用を説明する図。
【図１４】本発明にかかるダイヤモンド紫外線発光素子を用いた光化学反応装置の構成を示す概念図。
【図１５】本発明にかかるダイヤモンド紫外線発光素子を用いた光化学反応装置の他の実施の形態の構成を示す概念図。
【符号の説明】
【０１５１】
１０  ダイヤモンド紫外線発光素子
１１  ダイヤモンド結晶
１２  表面伝導層
１３  ダイヤモンド単結晶膜（絶縁層）
１４  ホウ素添加ダイヤモンド単結晶膜
１５  ホウ素添加高圧ダイヤモンド結晶膜（ｐ型半導体層）
１６  リン添加ダイヤモンド結晶膜（ｎ型半導体層）
１７  高圧ダイヤモンド結晶
１９１  第１の電極
１９２  第２の電極
２０  発光素子（発光装置）
２１  波長変換材料
２２  樹脂
２３  支持部材
２４  リード
２５  基体
２６  ボンディングワイヤ
３０  発光装置
３１  ガラス管
３２  基板
３５  発光装置
３６  支持部材
３７  波長変換手段（螢光体）
４０  光学的情報記録装置
４１  光変調器
４２  光学レンズ
４３  信号発生器
４９  記録媒体
４９１  保護層
５０  光学的情報再生装置
５１  ビームスプリッタ
５２  光学レンズ
５３  光センサ
５４  増幅器
６０  エアコン装置
６１  流体通路
６２  内部空間
７０  食器洗浄機
７１  内部空間
７９  食器
８０  携帯型殺菌装置
８１  容器
８２  電源
８９  まな板
９０  オゾン製造装置
９１  紫外線透過壁
９２  反応空間
９３  酸素吸入口
９４  ファン
９５  オゾン送出口
９６  紫外線反射鏡
９９  光化学反応装置
９９１  反応槽
９９２  給水管
９９３  オゾン供給管
９９４  オゾン気泡発生管
９９５  排出管
９９６  排気管
【図１】
2006352164.tif 000003
【図２】
2006352164.tif 000004
【図３】
2006352164.tif 000005
【図４】
2006352164.tif 000006
【図５】
2006352164.tif 000007
【図６】
2006352164.tif 000008
【図７】
2006352164.tif 000009
【図８】
2006352164.tif 000010
【図９】
2006352164.tif 000011
【図１０】
2006352164.tif 000012
【図１１】
2006352164.tif 000013
【図１２】
2006352164.tif 000014
【図１３】
2006352164.tif 000015
【図１４】
2006352164.tif 000016
【図１５】
2006352164.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成18年10月6日(2006.10.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
本発明は、上記電流注入により自由励起子再結合発光するダイヤモンド紫外線発光素子の特徴を有効に用いた光化学反応装置を提供することを目的とする。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８１】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、ダイヤモンドｐ型半導体層およびダイヤモンドｎ型半導体層を設けたｐｎ接合構造を有する３００ｎｍ以下の波長域において電流注入による発光における自由励起子再結合発光ピーク強度が他の発光ピーク強度より２倍以上大きいダイオード構造ダイヤモンド紫外線発光素子と、給水管と排水管と排気管とを備えた反応層とを備えた光化学反応装置において、上記ｎ型ダイヤモンド結晶が、リンまたはイオウを添加したダイヤモンド結晶であり、上記ｐ型半導体ダイヤモンド結晶が、ホウ素を添加したダイヤモンド結晶であるとともに結晶中のホウ素濃度が１００ｐｐｍ以下であり、上記反応層内に上記ダイヤモンド構造ダイヤモンド紫外線発光素子を配置して構成した。
【手続補正３９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８５】
請求項２の発明は、気相合成法によって得られた結晶中の窒素濃度が９０ｐｐｍ以下であり３００ｎｍ以下の波長域において電流注入による発光における自由励起子再結合発光ピーク強度が他の発光ピーク強度より２倍以上大きいダイヤモンド紫外線発光素子と、給水管と排水管と排気管とを備えた反応層とを備えた光化学反応装置において、上記反応層内に上記ダイヤモンド構造ダイヤモンド紫外線発光素子を配置して光学反応装置を構成した。
【手続補正４３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８６】
請求項３の発明は、ダイヤモンド結晶からなる半導体層上に気相合成法によって成長させた結晶中の窒素濃度が９０ｐｐｍ以下のダイヤモンド結晶からなる絶縁層を設けたＭＩＳ構造を有する３００ｎｍ以下の波長域において電流注入による発光における自由励起子再結合発光ピーク強度が他の発光ピーク強度より２倍以上大きいダイヤモンド紫外線発光素子と、給水管と排水管と排気管とを備えた反応槽とを備えた光化学反応装置において、上記反応槽内に上記ダイヤモンド構造ダイヤモンド紫外線発光素子を配置して構成した。
【手続補正４４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８７】
請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかの光化学反応装置において、ダイヤモンド紫外線発光素子を複数個備えた。
【手続補正４５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８８】
請求項５の発明は、ダイヤモンドｐ型半導体層およびダイヤモンドｎ型半導体層を設けたｐｎ接合構造を有する３００ｎｍ以下の波長域において電流注入による発光における自由励起子再結合発光ピーク強度が他の発光ピーク強度より２倍以上大きいダイオード構造ダイヤモンド紫外線発光素子および石英または螢石もしくはフッ素樹脂を主成分とする紫外線透過性壁とからなるオゾン製造装置と、ダイヤモンドｐ型半導体層およびダイヤモンドｎ型半導体層を設けたｐｎ接合構造を有する３００ｎｍ以下の波長域において電流注入による発光における自由励起子再結合発光ピーク強度が他の発光ピーク強度より２倍以上大きいダイオード構造ダイヤモンド紫外線発光素子と、給水管と排水管と排気管とオゾン供給管を備えた反応槽とを備えた光化学反応装置において、上記それぞれのｎ型ダイヤモンド結晶が、リンまたはイオウを添加したダイヤモンド結晶であり、上記それぞれのｐ型半導体ダイヤモンド結晶が、ホウ素を添加したダイヤモンド結晶であるとともに結晶中のホウ素濃度が１００ｐｐｍ以下であり、上記オゾン製造装置に接続されるオゾン供給管の端部が上記反応槽の下方に設けたオゾン気泡発生管に接続されこのオゾン気泡発生管からオゾンが上記反応槽内に供給されるように構成した。
【手続補正４６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９２】
請求項６の発明は、ダイヤモンド紫外線発光素子を、気相合成法によって得られた結晶中の窒素濃度が９０ｐｐｍ以下であり３００ｎｍ以下の波長域において電流注入による発光における自由励起子再結合発光ピーク強度が他の発光ピーク強度より２倍以上大きいダイヤモンド紫外線発光素子および石英または螢石もしくはフッ素樹脂を主成分とする紫外線透過性壁とからなるオゾン製造装置と、気相合成法によって得られた結晶中の窒素密度が９０ｐｐｍ以下であり３００ｎｍ以下の波長域において電流注入による発光における自由励起子再結合発光ピーク強度が他の発光ピーク強度より２倍以上大きいダイオード構造ダイヤモンド紫外線発光素子と、給水管と排水管と排気管とオゾン供給管を備えた反応槽とを備えた光化学反応装置において、上記オゾン製造装置に接続されるオゾン供給管の端部が上記反応槽の下方に設けたオゾン気泡発生管に接続されこのオゾン気泡発生管からオゾンが上記反応槽内に供給されるように構成した。
【手続補正５０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９３】
請求項７の発明は、ダイヤモンド結晶からなる半導体層上に気相合成法によって成長させた結晶中の窒素濃度が９０ｐｐｍ以下のダイヤモンド結晶からなる絶縁層を設けたＭＩＳ構造を有する３００ｎｍ以下の波長域において電流注入による発光における自由励起子再結合発光ピーク強度が他の発光ピーク強度より２倍以上大きいダイヤモンド紫外線発光素子および石英または螢石もしくはフッ素樹脂を主成分とする紫外線透過性壁とからなるオゾン製造装置と、ダイヤモンド結晶からなる半導体層上に気相合成法によって成長させた結晶中の窒素濃度が９０ｐｐｍ以下のダイヤモンド結晶からなる絶縁層を設けたＭＩＳ構造を有する３００ｎｍ以下の波長域において電流注入による発光における自由励起子再結合発光ピーク強度が他の発光ピーク強度より２倍以上大きいダイオード構造ダイヤモンド紫外線発光素子と、給水管と排水管と排気管とオゾン供給管を備えた反応槽とを備えた光化学反応装置において、上記オゾン製造装置に接続されるオゾン供給管の端部が上記反応槽の下方に設けたオゾン気泡発生管に接続されこのオゾン気泡発生管からオゾンが上記反応槽内に供給されるように構成した。
【手続補正５１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９４】
請求項８の発明は、請求項５ないし請求項７の光化学反応装置において、ダイヤモンド紫外線発光素子を複数個備えた。
【手続補正５２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９５】
上記の説明のように、本発明は、電流注入による自由励起子再結合発光が支配的なダイヤモンド紫外線発光素子１０を用いているので、光化学反応装置自体を高い効率で動作させることができるとともに、長い寿命の光化学反応装置を得ることができる。
【手続補正５３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０１】
本発明の第１の参考例であるダイヤモンド紫外線発光素子（以下、ダイヤモンド紫外線発光素子という）を用いた照明装置の構造を、図１を用いて説明する。
図１は、ダイヤモンド紫外線発光素子を用いた発光素子（発光装置）２０の構造を説明する縦断面図である。
【手続補正５４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０８】
図２を用いて第１の参考例にかかる発光装置３０の構造を説明する。
この発光装置３０は、例えば蛍光灯の形状に形成される。発光装置３０は、ダイヤモンド紫外線発光素子１０を多数配置した基板３２をガラス管３１内に支持固定して形成される。ガラス管３１の内壁には、前記波長変換材料と同様の螢光体を主成分とする波長変換材料２１が塗布されている。この波長変換材料２１は、管の内壁に塗布すればよいので、混合する樹脂の量を減少することができ、薄い膜として形成することができる。基板３２は、プリント基板などから構成され、ダイヤモンド紫外線発光素子を駆動する駆動装置などが取り付けられていてもよい。
【手続補正５５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１０】
この参考例の発光装置３０は、ダイヤモンド紫外線発光素子１０を線状（１次元状）に配置した、直管型蛍光灯と同様の形状のものを説明したが、環状蛍光灯と同様な形状とすることができる。さらに、ダイヤモンド紫外線発光素子１０を配置した基板３２を、内壁に波長変換材料２１を塗布した断面形状が半円形の管内に配置した構造としてもよい。
また、ダイヤモンド紫外線発光素子１０を面状（２次元状）に配置して、その上面を波長変換材料２１を塗布した平板状の材料で被って、面状の発光装置とすることができる。
【手続補正５６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１１】
図３を用いて、本発明の第１の参考例にかかるダイヤモンド紫外線発光素子１０を用いた発光装置３５の構造を説明する。図３は、発光装置３５の構造を模式的に示す断面図である。
この発光装置３５は、コンピュータディスプレイなどのカラー表示装置として用いることができる発光装置である。
この発光装置３５は、基板３２上に複数のダイヤモンド紫外線発光素子１０をマトリクス状に配置し、それぞれのダイヤモンド紫外線発光素子１０の紫外線が放出される側に、赤色系および青色系および緑色系の２次光に波長変換する螢光体３７Ｒ，３７Ｂ，３７Ｇをマトリクス状に配置した波長変換手段３７を、支持部材３６を介して支持配置することによって、それぞれのダイヤモンド紫外線発光素子１０から放出された紫外線を、それぞれの波長の２次光に変換して、カラーディスプレイを構成している。
【手続補正５７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１６】
図４を用いて、本発明の第２の参考例にかかる電流注入ダイヤモンド紫外線発光素子１０を用いた光学的情報記録／再生装置の構造を説明する。
図４（Ａ）は上記ダイヤモンド紫外線発光素子１０を用いた光学的情報記録装置４０部分の構成の概要を説明するブロック図であり、図４（Ｂ）は上記ダイヤモンド紫外線発光素子１０を用いた光学的情報再生装置５０部分の構成の概要を説明するブロック図である。
【手続補正５８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２６】
図５を用いて、本発明の第３の参考例にかかるダイヤモンド紫外線発光素子１０を用いた殺菌装置について説明する。
【手続補正５９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３５】
図６を用いて、本発明の第４の参考例にかかるダイヤモンド紫外線発光素子を用いたオゾン製造装置の構成を説明する。
オゾン製造装置９０は、紫外線透過壁９１で形成された反応空間９２と、吸入ファン９４が設けられ反応空間９２に通じる酸素吸入口９３と、反応空間９２に通じるオゾン送出口９５と、紫外線透過壁９１の外側に配置された複数のダイヤモンド紫外線発光素子１０と、ダイヤモンド紫外線発光素子１０の背後に設けた紫外線反射鏡９６とを有している。
【手続補正６０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４１】
以下、図１４を用いて、本発明の第１の実施の形態にかかる光化学反応装置の構成を説明する。この光化学反応装置は、ダイヤモンド紫外線発光素子を用いたダイオキシン類の脱塩素化分解を行う光化学反応装置である。
光化学反応装置９９は、反応槽９９１を有して構成される。反応槽９９１は、ダイオキシン類が溶解した液体を反応槽に供給する給水管９９２と、脱塩素化分解後の液体を排出する排水管９９５と、脱塩素化分解によって生じた気体を排出する排気管９９６と、反応槽内の液体に紫外線を照射する複数のダイヤモンド紫外線発光素子１０とを有している。
【手続補正６１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４４】
以下、図１５を用いて、本発明の第２の実施の形態にかかる光化学反応装置の構成を説明する。この光化学反応装置は、ダイヤモンド紫外線発光素子および第４の実施の形態にかかるオゾン製造装置を用いた光化学反応装置である。
光化学反応装置９９は、第４の実施の形態に示したオゾン製造装置９０と、反応槽９９１とを有して構成される。反応槽９９１は、ダイオキシン類が溶解した液体を反応槽に供給する給水管９９２と、オゾン製造装置９０のオゾン送出口９５２接続され反応層へオゾンを供給するオゾン供給管９９３と、このオゾン供給管に接続されオゾンを気泡として反応槽内の液体に供給するオゾン気泡発生管９９４と、脱塩素化分解後の液体を排出する排水管９９５と、脱塩素化分解によって生じた気体を排出する排気管９９６と、反応槽内の液体に紫外線を照射する複数のダイヤモンド紫外線発光素子１０とを有している。
【手続補正６２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４７】
第２の実施例に説明したダイヤモンド紫外線発光素子を用いた光化学反応装置は、ダイヤモンド紫外線発光素子を用いたダイオキシン類の脱塩素化分解を行う光化学反応装置を例として説明したが、これらのダイヤモンド紫外線発光素子を用いた光化学反応装置は、構造を多少変更することによって、樹脂の硬化反応装置としても使用することができる。すなわち、第２の実施例の反応層９９１を硬化反応空間とし、この空間の一方の端に設けた入り口から硬化対象物を搬入し、硬化反応空間に設けたダイヤモンド紫外線発光素子１０から紫外線を照射して対象物を硬化させ、この空間の他方の端に設けた出口から硬化した製品を取り出すことによって、樹脂の硬化反応装置として使用することができる。接着剤やフォトレジストや塗料、インキなどの樹脂に紫外線を照射することによって、これらの樹脂を効率よく硬化・乾燥させることができる。紫外線を用いた樹脂の硬化は、加熱による硬化と比較すると、硬化時間が短く、対象物に熱変化を与えることは無く、エネルギー効率が高いという利点がある。また、本紫外線発光素子を用いた硬化反応装置は、従来の紫外線ランプを用いた硬化反応装置と比較すると、設備がコンパクトで、微小範囲の硬化の場合に、無駄が少なく省エネルギー型であり、長寿命で、輝度劣化が少なく、水銀などの環境汚染物質を使用しないなどの利点を有している。
【手続補正６３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１５０】
【図１】ダイヤモンド紫外線発光素子を用いた発光素子の構成を示す概念図。
【図２】ダイヤモンド紫外線発光素子を用いた他の発光装置の構成を示す概念図。
【図３】ダイヤモンド紫外線発光素子を用いた他の発光装置の構成を示す概念図。
【図４】ダイヤモンド紫外線発光素子を用いた光学的情報記録／再生装置の構成を示す概念図。
【図５】ダイヤモンド紫外線発光素子を用いた殺菌装置の適用例の構成を示す概念図。
【図６】ダイヤモンド紫外線発光素子を用いたオゾン製造装置の構成を示す概念図。
【図７】本発明で用いるダイヤモンド紫外線発光素子の構成を示す模式図。
【図８】本発明で用いるダイヤモンド紫外線発光素子の他の構成を示す模式図。
【図９】本発明で用いるダイヤモンド紫外線発光素子の他の構成を示す模式図。
【図１０】本発明で用いるダイヤモンド紫外線発光素子の他の構成を示す模式図。
【図１１】本発明で用いるダイヤモンド紫外線発光素子の他の構成を示す模式図。
【図１２】本発明で用いるダイヤモンド紫外線発光素子の他の構成を示す模式図。
【図１３】３００ｎｍ以下の波長域での殺菌作用を説明する図。
【図１４】本発明にかかるダイヤモンド紫外線発光素子を用いた光化学反応装置の構成を示す概念図。
【図１５】本発明にかかるダイヤモンド紫外線発光素子を用いた光化学反応装置の他の実施の形態の構成を示す概念図。